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1、什么是现场总线？
现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。由此网络构成的系统称为现场总线控制系统。
2、现场总线的结构特点：各现场设备分别作为总线上的网络节点，设备之间采用网络式连接是现场总线系统在结构上最显著的特征之一。 总线在传输多个设备的多种信号，如运行参数值、设备状态、故障、调校与维护信息等的同时，还可为总线上的设备提供直流工作电源。现场总线系统不再费需要传统DCS系统中的模拟/数字、数字/模拟转换卡件。 3、现场总线控制网络与上层网络的连接方式有哪几种？
一是采用专用网关完成不同通信协议的转换，把控制网段或DCS连接到以太网上。二是将现场总线网卡和以太网卡都置入到工业PC的PCI插槽内，在PC内完成数据交换。三是将WED服务器直接置入到PLC或现场控制设备中，借助WED服务器和通用浏览工具，实现数据信息的动态交互。 4、基本术语
总线操作：总线上数据发送者与接收者之间的连接-数据传送-脱开这一操作序列称为一次总线操作。
总线协议：总线上的设备如何使用总线的一套规则称为“总线协议”。这是一套事先规定的、必须共同遵守的规约。通信协议的关键要素是语法、语义和时序
总线仲裁：是指对总线冲突的处理过程，根据某种裁决规则来确定下一时刻具有总线占有权的设备。访问等待时间（access latency）和总线占有期（bus tenancy）。分类：集中仲裁和分布式仲裁
5、一般通信系统的性能指标有哪些？
有效性：指通信系统传输消息的“速率” 问题，即快慢问题。 可靠性：指通信系统传输消息的“质量” 问题，即好坏问题。
6、通信系统的性能有效性指标有哪些？
（1）数据传输速率 传输速率越高，则系统的有效性越好。 比特率：数字通信系统中，每秒钟通过信道传输的信息量，即信道的位传输速率。单位bit/s或bps。
波特率：每秒钟通过信道传输的码元数，即传输线路上信号的传输速率。单位B/s或 Bps。 假定一个带宽为3kHz的理想低通信道，其最高码元传输速率为6000Bps。若每个码元能携带3bit的信息量，则最高信息传输速率为多少？ （2）吞吐量（throughput）：单位时间内通信系统接收发送的比特数、字节数或帧数。 （3）频带利用率： 单位频带内的传输速度。b/s·Hz
（4）协议效率：指所传数据包中，有效数据位与整个数据包长度的比值。 （5）传输延迟（传输时间）：指数据从链路或网段的发送端传送到接收端所需时间。 （6）通信效率：指数据帧的传输时间与用于发送报文的所有时间之比。 7、传输差错的类型，冗余校验技术的类型有哪些
一般按照单位数据域内发生差错的数据位数及其分布分为以下三种错误类型： （1）单比特错误：在单位数据域内只有一个数据位出错。 （2）多比特错误（离散错误）： 在单位数据域内有1个以上不连续的数据位出错。 （3）突发错误：在单位数据域内有2个或2个以上连续的数据位出错。
差错检测中广泛采用冗余校验技术。即在基本数据信息的基础上加上附加位，在接收端通过这些附加位的数据特征，校验判断是否发生了传输错误。
（1）奇偶校验（2）求和校验（3）纵向冗余校验LRC（Longitudinal Redundancy Check） （4）循环冗余校验CRC（Cyclic Redundancy Check） 8、循环冗余校验的工作原理
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注意：（1）k为生成多项式G(x)的最高幂值 ；
（2）CRC校验码生成是采用二进制模二算法， 即减法不借位，加法不进位。这是一种异或操作。
【例】设数据为1011010，生成多项式为G（x）＝x4+x+1，求数据1011010的CRC编码。 求解过程如下：
余数多项式对应的校验码为：1111, 所求的CRC编码为10110101111。
1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0
1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0
1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0
1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0
1 0 0 1 1
9、网络传输介质的访问控制方式有哪些？各自特点
网络中常用的传输介质有双绞线、同轴电缆、电力电缆、光纤、无线与卫星通信等 a．载波监听多路访问/冲突检测（ CSMA/CD ）
载波监听CSMA的控制方案是先听再讲。一个节点要发送数据，首先需监听总线。如果介质是空闲的，则可以发送。如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。这种避免冲突的发送等待策略，称为坚持退避算法。
冲突检测：由于传输线上不可避免的有传输延迟，有可能多个节点同时监听到线上空闲并开始发送，从而导致冲突。故每个工作节点发送信息之后，还要继续监听线路，判定是否有其
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他节点正与本节点同时向传输线发送。一旦发现，便中止当前发送。 b. 令牌（token)
令牌方式是一种按一定顺序在各站点传递令牌的方法。谁得到令牌，谁才有权发起通信。 （1）令牌环（token-ring）方式
用于环形局域网。表示发送权的令牌在环形信道上不断循环。环上每个相应站点都可获得发报权，而任何时刻只会有一个站点利用环路传送报文。 （2）令牌总线（token- bus）方式
用于总线网络拓扑。网上各工作站按一定顺序形成一个逻辑环。每个工作站在环中均有一个指定的逻辑位置，末站的后站就是首站，即首尾相连。每站都了解先行站（PS）和后继站（NS）的地址，总线上各站的物理位置与逻辑位置无关。 c. 时分复用（Time Division Multiplex ，TMD）
是指为共享介质的每个节点预先分配好一段特定的占用总线的时间。各个节点按分配好的时间及其先后顺序占用总线的介质访问控制方式。
（1）同步时分复用：指为每个节点分配相等的时间，而不管通信数据量的大小。（2）异步时分复用：指为每个节点分配的时间长度不一，根据通信数据量的大小不同而不同。 10、按不同用途，CAN报文帧的类型主要有哪些？
CAN2.0A规范所规定的报文帧被称为标准格式的报文帧； CAN2.0B规范规定了标准和扩展两种不同的帧格式； 标准格式具有11位标识符；扩展格式具有29位标识符。 （1）根据报文帧标识符的长度，可分为标准帧和扩展帧。
（2）根据CAN报文帧的不同用途，可分为：数据帧、远程帧、出错帧、超载帧。
a数据帧：携带数据由发送器至接收器；数据帧由7个不同的位场组成
① 帧起始（SOF）：标志数据帧和远程帧的起始，它仅由一个显性位构成。
② 仲裁场：由标识符和远程发送请求（RTR）组成。 RTR位在数据帧中必须是显性位，而
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在远程帧中必须为隐性位。 标识符作为报文名称，在接收器的接收滤波和仲裁过程中都要用到。标识符的二进制数值越低，其优先权越高。
③ 控制场： 由6位组成，如图所示：保留位必须发送显性位，但接收器认可显性位与隐性位的全部组合。
数据长度码DLC指出数
据场的字节数目。 数据长度码为4位，数据字节的允许使用数目为0~8，不能使用其他数值。 ④ 数据场：它可包括0~8个字节数据，每字节8位。首先发送的是最高有效位。
⑤ CRC场：包括CRC序列，后随CRC界定符。 CRC序列由循环冗余码求得的帧检查序列组成，被除的多项式系数由包括帧起始、仲裁场、控制场、数据场（若存在的话）在内的无填充的位流给出。 除数多项式为性位。
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X15?X14?X10?X8?X7?X4?X3?1 CRC界定符，它只包括一个隐
⑥ 应答场（ACR）：为两位，包括应答间隙和应答界定符，如图所示。
在应答场中，发送器送出两个隐性位。一个正确地接收到有效报文的接收器，在应答间隙，将此信息通过发送一个显性位报告给发送器。 应答界定符必须是隐性位。
⑦ 帧结束：由7个隐性位组成的标志序列界定。
远程帧：用于请求其他节点为它发送具有规定标识符的数据帧；
要求接收数据的节点可通过向相应的数据源节点发送一个远程帧来激活该源节点，让它把该数据发送过来。
远程帧由6个不同分位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场和帧结束。 远程帧的RTR位是隐性位。远程帧不存在数据场。DLC的数据值是独立的，它可以是0~8中的任何数值。
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帧 间空间 远程帧 帧间空间或 超载帧 帧起始 仲裁场 控制场 CRC场 ACK场帧结束
b错误帧：由检测到总线错误的任何节点发送，用于向总线通知出现错误；
包括两个位场：错误标志和错误界定符，如图所示。 错误标志具有两种形式：活动错误标志（active error flag）和认可错误标志（passive error flag）。
活动错误标志由6个连续的显性位组成，认可错误标志由6个连续的隐性位组成，除非被来自其他节点的显性位冲掉重写。出错界定符包括8个隐位。
c超载帧：由出现超载的接收器发出，用于提供当前的和后续的数据帧之间增加附加延迟，以推迟接受下一个数据帧。包括两个位场：超载标志和超载界定符，如图。 超载标志由6个显性位组成。全部形式对应于活动错误标志形式。
超载界定符由8个隐性位组成。超载界定符与错误界定符具有相同的形式。
11、与PCA82C200相比，SJA1000在技术上有以下特点:
引脚、电气特性、软件与PCA82C200兼容。增强CAN模式支持CAN2.0B协议，同时支持11位和29位标识符。具有4字节的FIFO扩展缓冲器。位通信速率高达1Mb每秒。采用24MHZ时钟频率。支持多种多种微处理器接口。可年编程配置CAN输出驱动方式。单触发发送。具有不应答、不激活出错标志的只听模式。支持热插拔。接受滤波器扩展为4字节编码，4字节屏蔽。自身报文的接收。工作温度范围扩展为（-40--125摄氏度）
SJA1000还增强了以下出错功能：带读写编程设置出错报警限。最近一次错误代码寄存器。可对总线错误错中断。仲裁丢失中断带有位置细节信息。 12、PROFIBUS总线由哪三个子集组成？
1)PROFIBUS-DP(Distribute Peripheral，分散型外围设备)。DP的传输速率可达12Mbps，一般构成单主站系统。 PROFIBUS-DP主站周期地读取从站的输入信息，并周期地向从站发送输出信息。 总线循环时间必须要比主站（PLC）程序循环时间短。
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